中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司主要承擔(dān)了京滬高速鐵路山東省曲阜市境內(nèi)DK496+265.27～DK531+971.34范圍內(nèi)17.137km（單線延米）的橋梁段欄桿預(yù)制。欄桿采用鋼筋混凝土欄桿，每2m為一榀（在梁端伸縮縫處根據(jù)具體尺寸而定），分別由立柱、扶手、托梁、隔柱、柱帽等構(gòu)件組成。

1 欄桿結(jié)構(gòu)形式

1.1 欄桿立柱截面尺寸為120mm×120mm，高度為1010mm；下端兩側(cè)設(shè)置40mm槽角，連接托梁；扶手、托梁高100mm，寬110mm；托手、托梁與隔柱連接表面設(shè)置隔柱安裝插槽，插槽深度20mm。扶手在立柱處連接，端部預(yù)留鋼筋；立柱頂部設(shè)置扶手卡槽，卡槽深110mm，寬50mm；同時(shí)，柱頂預(yù)埋鋼筋，扶手通過卡槽與立柱固定，并通過柱頂預(yù)埋鋼筋連接兩側(cè)橫梁及柱帽，鋼筋埋入立柱深度滿足錨固要求。

1.2 立柱與橋梁通過預(yù)埋鋼板連接，立柱下采用預(yù)埋Q235鋼板，厚10mm。鋼板與立柱主筋焊接，焊接采用手工雙面電弧焊，外露鋼板作防腐防銹處理。

1.3 立柱、托梁、扶手采用C40混凝土，隔柱采用C30纖維混凝土（如施工可保證構(gòu)件不開裂，也可采用C40混凝土）。鋼筋采用HRB225、HRB335，法蘭連接件采用Q235-B-Z，外露部分作熱鍍鋅防腐處理。

欄桿結(jié)構(gòu)形式見圖1。
2 欄桿預(yù)制工藝和方法

由于欄桿構(gòu)件均較小，很難進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，因此采用工廠化集中預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)安裝的方法進(jìn)行施工。

欄桿的立柱、托梁和扶手預(yù)制方法主要有離心加工法和平板振搗成型法兩種。隔柱成型主要有離心成型法和“滾動(dòng)-擠壓-吸濕”成型法。結(jié)合欄桿生產(chǎn)任務(wù)和工期要求，欄桿立柱、托梁和扶手預(yù)制采用平板振搗成型法，隔柱采用離心成型法加工。模具主要采用塑料模盒。欄桿預(yù)制工藝流程見圖2。
3 欄桿預(yù)制工藝

3.1 工藝試驗(yàn)

由于欄桿各構(gòu)件體積較小，所需混凝土量少，因此常在進(jìn)行正式的預(yù)制生產(chǎn)前進(jìn)行工藝試驗(yàn)，以尋求最優(yōu)的生產(chǎn)方法，掌握生產(chǎn)工藝。工藝試驗(yàn)主要包括各構(gòu)件混凝土配合比的選定與試生產(chǎn)、對(duì)各構(gòu)件的預(yù)制工藝流程的熟悉和對(duì)成型后預(yù)制構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)方式的選擇。

3.1.1 混凝土配合比的選定�；炷�土的配合比選用C30纖維混凝土，由于欄桿各構(gòu)件較小，為便于成型，試生產(chǎn)時(shí)需確定混凝土的坍落度。經(jīng)試生產(chǎn)表明，混凝土坍落度為8～10cm時(shí)構(gòu)件易于成型，且成型后構(gòu)件質(zhì)量較好。不同坍落度下混凝土欄桿隔柱生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)比見表1。

試驗(yàn)編號(hào)	混凝土等級(jí)	坍落度（cm）	試生產(chǎn)結(jié)果
1	C30纖維混凝土	5	混凝土下料困難，生產(chǎn)后離心構(gòu)件頂端出現(xiàn)較大空洞，表面氣泡較多
2	C30纖維混凝土	8	混凝土下料容易，構(gòu)件表面光滑，氣泡較少
3	C30纖維混凝土	10	混凝土下料容易，構(gòu)件表面光滑
4	C30纖維混凝土	15	混凝土下料容易，構(gòu)件較難成型

注：C30纖維混凝土配合比為320:734:1014:1:52:80:4.4［水泥（kg/m³）：細(xì)骨料（kg/m^3<）：粗骨料（kg/m³）：水（kg/m³）：粉煤灰（kg/m³）：外加劑（kg/m³）：纖維（kg/m³）］

3.1.2 脫模劑的選用。由于欄桿構(gòu)件均為細(xì)長(zhǎng)桿件，選用模板均為塑料模盒。為增加成型后構(gòu)件的光滑度，防止構(gòu)件脫模時(shí)受損，在混凝土入模前擬采用脫模劑。從工藝試驗(yàn)情況看，新模盒在首次生產(chǎn)時(shí)不需使用脫模劑，但經(jīng)過幾次周轉(zhuǎn)后需涂少量石蠟作為脫模劑。使用不同脫模劑時(shí)欄桿隔柱生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)比見表2。

試驗(yàn)編號(hào)	混凝土等級(jí)	坍落度（cm）	脫模劑	試生產(chǎn)結(jié)果	備注
1	C30纖維混凝土	10	無	構(gòu)件表面光滑	新模盒
2	C30纖維混凝土	10	柴油機(jī)潤(rùn)滑油	構(gòu)件表面出現(xiàn)較多氣泡，且油漬較多
3	C30纖維混凝土	10	石蠟	構(gòu)件表面光滑

3.1.3 養(yǎng)護(hù)方式的選擇。構(gòu)件成型后均需靜停一段時(shí)間再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，主要養(yǎng)護(hù)方式有自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)兩種。自然養(yǎng)護(hù)主要采用灑水養(yǎng)護(hù)，但養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，且隨著氣溫的降低，養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)。蒸汽養(yǎng)護(hù)能大大縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可提高模盒的使用效率。因此，欄桿預(yù)制時(shí)主要采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。

3.2 欄桿預(yù)制

根據(jù)混凝土欄桿預(yù)制工藝，欄桿隔柱主要采用離心成型法進(jìn)行加工，欄桿扶手、托梁、立柱采用平板振搗器振搗成型。

3.2.1 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)各種欄桿鋼筋進(jìn)行加工制作。由于欄桿構(gòu)件較小，因此加工時(shí)一定要嚴(yán)格控制加工精度。預(yù)埋鋼板提前進(jìn)行防腐處理。立柱與橋梁通過預(yù)埋鋼板連接，立柱下采用預(yù)埋Q235鋼板，厚10mm；鋼板與立柱主筋焊接，焊接采用手工雙面電弧焊，外露鋼板作防腐、防銹處理。

3.2.2 對(duì)模具提前進(jìn)行清理�，F(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，模具在清洗干凈的情況下可直接用于生產(chǎn)，無需涂抹脫模劑。模具采用自來水加草酸進(jìn)行清洗。模具清洗完畢后，將鋼筋籠安放到位。鋼筋籠放置時(shí)應(yīng)注意安裝精度，預(yù)埋件鋼板螺母的安裝誤差不大于2mm，同時(shí)要考慮模具扣件等的安裝。模具安裝、卡口等要保證鋼筋的保護(hù)層。

3.2.3 立柱、托梁、扶手采用C40纖維混凝土，隔柱、柱帽采用C30纖維混凝土�；炷�土由拌和站進(jìn)行集中拌制，并用裝載機(jī)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分料。

3.2.4 立柱、托梁、扶手和柱帽采用平板振搗器進(jìn)行振搗，隔柱采用離心機(jī)進(jìn)行離心成型。

3.2.4.1 隔柱振搗離心。隔柱采用加料后離心成型的方式進(jìn)行生產(chǎn)。由于隔柱加料口較小，因此采用自制加料振搗平臺(tái)進(jìn)行加料。加料時(shí)，將拌和物放到加料機(jī)內(nèi)，開啟頂部加料振搗平臺(tái)緩慢加料；待模盒內(nèi)料加滿時(shí)，開啟底部振搗平臺(tái)振搗約45s即可完成加料。

加料結(jié)束后，將模盒端部檔板安裝完畢，即可進(jìn)行離心成型。離心機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400r/min，離心時(shí)間為60s。隔柱下料平臺(tái)和離心機(jī)見圖3。
3.2.4.2 托手/托梁振搗。扶手/托梁采用平板振搗器進(jìn)行振搗，振搗時(shí)間2min。振搗結(jié)束后進(jìn)行抹面處理，為方便拌和物空氣的排出并使構(gòu)件表面光滑無氣泡，可以采用橡皮錘輕敲模板側(cè)壁。

3.2.4.3 特殊欄桿構(gòu)件預(yù)制。在京滬高速鐵路橋梁上，混凝土欄桿除標(biāo)準(zhǔn)的2000mm跨度欄桿外，還包括少部分小于2000mm跨度的欄桿。欄桿特殊段包括橋梁伸縮縫處和橋梁接觸網(wǎng)處。

特殊段欄桿預(yù)制時(shí)，根據(jù)構(gòu)件的具體規(guī)格尺寸采購(gòu)特制模盒進(jìn)行加工。加工方法和標(biāo)準(zhǔn)段一致。

3.2.4.4 構(gòu)件養(yǎng)護(hù)。振搗結(jié)束后，用叉車運(yùn)至蒸汽室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)溫度控制在45℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于12h。在氣溫適宜的情況下，也可以采用靜停自然養(yǎng)護(hù)。

3.2.4.5 構(gòu)件脫模。初養(yǎng)結(jié)束后，運(yùn)至脫模區(qū)進(jìn)行脫模。脫模后如發(fā)現(xiàn)有缺陷等，立即進(jìn)行修補(bǔ)處理。脫模后用土工布覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。隔柱脫模和成品存放見圖4。
3.2.4.6 成品存放。立柱、扶手、托梁、隔柱不同構(gòu)件分開進(jìn)行堆放。在堆放場(chǎng)地在距構(gòu)件40cm處用方木墊起成為支點(diǎn)。層與層之間接觸面加墊板，最高層數(shù)不大于10層，高度不超過1500mm。構(gòu)件存放時(shí)避免磕碰而造成構(gòu)件掉角、掉邊等損壞。

4 欄桿安裝

4.1 成品運(yùn)輸及要求

4.1.1 對(duì)運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行清理和疏通，防止運(yùn)輸過程中車輛顛簸而損壞構(gòu)件。

4.1.2 構(gòu)件裝車運(yùn)輸時(shí)，車內(nèi)要墊放柔性材料，如土工布等，層與層之間用土工布進(jìn)行隔離處理。

4.1.3 運(yùn)輸構(gòu)件時(shí)，按不同構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)輸，裝車時(shí)要輕拿輕放，運(yùn)輸過程應(yīng)放慢車速。

4.1.4 欄桿各構(gòu)件采用16t汽車式起重機(jī)運(yùn)送上橋。使用自制的吊籃進(jìn)行吊裝，吊籃的外圍采用廢舊橡膠皮等進(jìn)行維護(hù)，以免吊裝過程中損壞構(gòu)件。吊裝時(shí)構(gòu)件間用土工布進(jìn)行隔離，防止構(gòu)件意外損壞。

4.2 欄桿安裝

4.2.1 欄桿構(gòu)件拼裝時(shí)，注意檢查構(gòu)件各預(yù)埋件的精度；預(yù)埋精度不滿足要求的，不得強(qiáng)行進(jìn)行安裝。

4.2.2 安裝時(shí)注意區(qū)分欄桿的安裝區(qū)段，尤其注意梁端伸縮縫的位置。

4.2.3 安裝按“立柱錨固→安裝托梁→插入隔柱→安裝扶手→固定柱帽”的順序進(jìn)行。

4.2.4 立柱錨固安裝應(yīng)保持立柱的垂直度，保證立柱下鋼板平整，與橋梁遮板上預(yù)留鋼板緊貼，孔位誤差不大于15mm。

4.2.5 托梁與立柱之間通過立柱牛腿卡入托梁安裝卡槽內(nèi)，并用螺栓擰緊。

4.2.6 隔柱與扶手、托梁通過預(yù)留卡槽進(jìn)行連接，插槽精度在規(guī)定范圍內(nèi)，安裝前在插槽內(nèi)注入水泥漿（強(qiáng)度和扶手托梁一致）。安裝后保證隔柱與插槽連接密實(shí)，保證上下兩端與橫梁連接的牢固性。

4.2.7 扶手在立柱頂端的卡槽內(nèi)進(jìn)行連接，連接時(shí)將兩側(cè)扶手端頭預(yù)留鋼筋及立柱預(yù)留鋼筋進(jìn)行連接，用M10砂漿進(jìn)行封填，然后安裝柱帽。安裝就位后，通過柱帽預(yù)留螺栓孔進(jìn)行注漿。

欄桿安裝效果見圖5。
5 結(jié)束語

欄桿構(gòu)件較小，成品保護(hù)是預(yù)制和安裝中的重要環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

5.1 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小選取模盒、場(chǎng)地、配置設(shè)備，若生產(chǎn)量較大，如30萬～40萬件，可選取質(zhì)量較好的模盒，可滿足多次周轉(zhuǎn)循環(huán)。

5.2 預(yù)制時(shí)摻入聚丙烯腈纖維，表面上雖然增加了少量成本，但構(gòu)件脫模、安裝時(shí)減少了開裂現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)際上可節(jié)約成本。安裝時(shí)注意構(gòu)件的防護(hù)，尤其是在運(yùn)輸過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件的保護(hù)。

5.3 采用工廠化集中預(yù)制生產(chǎn)，可保證成品質(zhì)量，色澤如一，同時(shí)構(gòu)件精度可以得到保證，如采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，脫模時(shí)一定要注意降溫幅度不要太大，否則會(huì)造成構(gòu)件斷裂。

5.4 預(yù)制時(shí)可按照安裝順序，先生產(chǎn)立柱、托梁，再生產(chǎn)隔柱、扶手，最后生產(chǎn)柱帽，但一定要根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度合理進(jìn)行安排。

5.5 安裝時(shí)一定先安設(shè)定位線，方可保證欄桿外觀平、順、齊。